能通过螺线管促动器运动的弹性闸门阀的制作方法
【专利说明】能通过螺线管促动器运动的弹性闸门阀
[0001]相关申请
[0002]本申请要求美国临时专利申请N0.61/872402的优先权，该美国临时专利申请N0.61/872402的申请日为2013年8月30日，该文献整个被本文参引。
技术领域
[0003]本申请涉及弹性闸门阀，更特别是涉及一种螺线管提供动力的弹性闸门阀，该弹性闸门阀用于以减小的螺线管操作力来选择性地控制空气或其它流体的流动，从而使得螺线管促动器能够比以前设想的更小。
【背景技术】
[0004]在汽车发动机中，在进气歧管内形成的或由真空发生器(例如真空泵或吸气器)产生的真空通常用于向气动附件(例如动力制动助力器)提供动力。发生器和/或附件的开/关操作经常由闸门阀来控制，其中，刚性门横过导管配置，以便阻止流体(在该示例用途中是空气)流过该阀。在自动或“命令”阀中，门通常由螺线管驱动，并响应于施加给螺线管线圈的电流而打开或关闭。这些电磁驱动的闸门阀也将包括线圈弹簧、隔膜或其它偏压元件，该线圈弹簧、隔膜或其它偏压元件将门偏压向无动力的“常开”或“常闭”位置。因为偏压力必须克服阻止门运动的摩擦力以便使它返回至它的正常位置，且因为螺线管机构必须克服这些相同摩擦力和任意偏压力以便使得该门运动至主动提供动力的位置，因此摩擦力将规定所需的螺线管操作力的大小，即，摩擦力越大，需要越大功率的螺线管。
[0005]良好的密封通常需要在门和导管壁之间的一定程度的干涉。因此，增加设计的干涉以获得可靠和高质量的密封(特别是当考虑到部件在合理公差内的变化时)将增加阻止门运动的摩擦力以及所需的螺线管操作力。不过，当密封的可靠性和质量能够通过更低摩擦阻力来保持时，螺线管操作力的减小将有利地允许降低螺线管机构的尺寸、重量和散热需求，因此允许减小整个闸门阀的尺寸、重量和功率需求。
【发明内容】
[0006]这里公开了一种电磁驱动的闸门阀，该闸门阀提供了可靠和高质量的密封，同时减小了操作力需求。阀包括螺线管线圈和与阀机构连接的电枢，该阀机构包括导管，该导管有连接开口、相对布置的袋穴以及弹性门组件，该弹性门组件可在袋穴内线性运动和通过连接开口(当运行长度需要时)。弹性门组件包括第一门部件、与该第一门部件相对的第二门部件以及保持在该第一和第二门部件之间的环形弹性带，该第一和第二门部件与用于往复线性运动的电枢机械联接。在一个实施例中，该机械联接包括从第一门部件和第二门部件的后端凸出的连接部件，它们共同限定了多部件插座，该多部件插座允许弹性门绕它的中心纵向轴线相对于电枢旋转360度或更多。多部件插座包括最远离后端的大致环形开口和相对于该大致环形开口更接近后端的更大腔室。
[0007]在一个实施例中，第一和第二门部件相互机械固定，以便容易装配，特别是插入导管中的袋穴内。通过第一门部件的紧固件由第二门部件的紧固件接收部件接收而实现机械固定，从而将第一和第二门部件固定在一起。紧固件可以是锁栓，紧固件接收部件可以是掣子。
[0008]在一个实施例中，第一环形弹性带为大致8字形，设置在各第一和第二门部件中的轨道内。在另一实施例中，环形弹性带为波纹形弹性带，它可以定向成横向于流体流过的方向。
[0009]在一个实施例中，第一门部件限定了在其关闭位置部分中的第二穿过开口，第二门部件在其关闭位置部分中包括插塞，该插塞从它的内表面朝着第一门部件中的第二开口而凸出。
[0010]在另一方面，公开了一种阀装置，该阀装置包括弹性门(sprung gate)和促动器。促动器可以是螺线管促动器。
[0011]在另一方面，公开了一种用于装配阀装置的方法。该装配的装置可以使用旋转焊接来制造，以便使得导管与包围促动器的壳体密封地匹配。该方法包括提供:促动器，该促动器装入壳体内，并有从壳体凸出的杆；未装配的弹性门；以及导管。壳体包括凸缘，导管包括匹配凸缘。该方法包括使得第一门部件和第二门部件相互固定，并有夹在它们之间的环形弹性带，弹性门的各门部件的连接部件布置在杆周围，以便限定装配的弹性门。然后，使得装配的弹性门与导管的袋穴匹配，直到壳体的凸缘密封抵靠导管的匹配凸缘，或者相反。然后，该方法包括将壳体的凸缘旋转焊接在导管的匹配凸缘上。
[0012]环形弹性带允许弹性门组件产生在袋穴内的干涉配合，而没有较大摩擦力，该较大摩擦力将通过压缩由单个更刚性材料构成的整体门而产生，且该环形弹性带降低了较窄部件公差的要求。可滑动的机械联接允许弹性门组件通过螺线管机构和机械联接(该机械联接并不与门组件精确对齐)而在连接开口和袋穴之间线性运动，从而进一步降低了阻碍门组件运动的可能的摩擦阻力。
【附图说明】
[0013]图1是包括促动器壳体和阀机构的阀的透视图。
[0014]图2是图1的阀沿阀机构的导管的纵向轴线和流动方向的剖视图，其中门处于主动提供动力的打开位置。
[0015]图3是图1和2的阀沿阀机构的导管的纵向轴线的剖视图，其中阀处于无动力的关闭位置。
[0016]图4是阀的类似实施例沿与阀机构的导管的纵向轴线和流动方向垂直的平面的剖视图，其中门处于主动提供动力的关闭位置。
[0017]图5是图4的阀沿与阀机构的导管的纵向轴线垂直的平面的剖视图，其中门处于无动力的打开位置。
[0018]图6是关于基于吸气器的真空发生器和动力制动助力器组件的普通实施例的示意图。
[0019]图7-9分别是弹性门组件的一个实施例的侧视透视图、仰视图和侧视透视分解图。
[0020]图10-11分别是弹性门组件的另一实施例的侧视透视图和侧视透视分解图。
[0021]图12-14是变化的弹性门部件的正视图、变化的弹性门组件的侧剖图和变化的弹性门组件的俯视透视图。在图12中表示了一对锁栓281。
[0022]图15-17是弹性门组件的另一实施例的侧视透视图、正视图和纵剖图。
[0023]图18是用于波纹状环形弹性带的实施例。
[0024]图19是图18的波纹状环形弹性带的纵剖图。
[0025]图20是弹性门组件的实施例的侧剖装配图。
[0026]图21是向导管的运动端中看时的端视图，其中弹性门处于打开位置。
[0027]图22是闸门阀的一个实施例沿导管的纵向轴线的剖视图，其中门处于关闭位置。
【具体实施方式】
[0028]下面的详细说明将示例说明本发明的总体原理，本发明的实例另外在附图中表示。在附图中，相同参考标号表示相同或功能类似的元件。
[0029]这里使用的“流体”的意思是任意液体、悬浮液、胶体、气体、等离子体或它们的组入口 ο
[0030]图1-3表示了闸门阀100的一个实施例，该闸门阀100用于选择地控制流体的流动，例如从进气道流向制动真空助力器系统的空气。闸门阀100可以有壳体102，该壳体102容纳促动器103，该促动器103有螺线管线圈104和可与阀机构120连接的电枢106。电枢106包括:插入端106a，该插入端106a接收于螺线管线圈104内；以及邻接的本体部分107，该本体部分107在向线圈施加电流时更充分地接收于螺线管线圈内。在一个结构中，插入端106a和本体部分107可以是由磁性或顺磁性材料制造的柱体，例如含铁的合金或含铁氧体的复合材料。在另一结构中，插入端106a和本体部分107可以是具有内部凹口 108的柱体，该内部凹口 108从插入端106a沿本体部分107的方向渐缩，以便用于逐渐增加拉入力。所述渐缩形状可以设置成使得拉入力大于由偏压元件110产生的相反方向的偏压力。如图2中所示，偏压元件110可以是线圈弹簧112，该线圈弹簧112包围电枢106的本体部分107，并抵靠螺线管线圈104和非插入端106b，但是应当知道，偏压元件可以是抵靠非插入端或与非插入端相联的隔膜或扁簧、抵靠非插入端或与非插入端相联的片簧等。如图22中所示，闸门阀的另一实施例表示为包括偏压元件110，该偏压元件110接收于电枢106的本体部分107的孔111内。本领域技术人员还应当知道，螺线管实际上可以是包括其它偏压元件的双稳态螺线管。
[0031]阀机构120包括:导管122，该导管122限定了连接开口 124，该